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| エイリアス | POMC、POC、プロオピオメラノコルチン、OBAIRH、LPH、CLIP、ACTH、NPP、MSH | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 外部ID | OMIM : 176830; MGI : 97742; HomoloGene : 723; GeneCards : POMC; OMA :POMC - オルソログ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| ウィキデータ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| オピオイド神経ペプチド | |||||||||
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| 識別子 | |||||||||
| シンボル | Op_神経ペプチド | ||||||||
| パム | PF08035 | ||||||||
| インタープロ | 著作権 | ||||||||
| プロサイト | PDOC00964 | ||||||||
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プロオピオメラノコルチン（POMC）は、 241個のアミノ酸残基を持つ前駆体ポリペプチドです。POMCは、下垂体前葉の副腎皮質刺激ホルモン分泌細胞において、267アミノ酸長のポリペプチド前駆体プレプロオピオメラノコルチン（プレPOMC ）から、翻訳中に26アミノ酸長のシグナルペプチド配列を除去することによって合成されます。[5] POMCは中枢メラノコルチン系の一部です。
関数
POMC は切断されて複数のペプチドホルモンを生成します。これらのペプチドはそれぞれ、適切な刺激に応じて細胞外に放出される大きな高密度コア小胞にパッケージ化されています。 [引用が必要]
- 腹内側核のニューロンによって産生されるα-MSHは、食欲（POMCニューロンの刺激は満腹感をもたらす。[6]）と性行動の調節に重要な役割を果たしており、一方、下垂体の中間葉から分泌されるα-MSHは、皮膚のメラノサイトで産生されるメラニンの動きを調節します。
- ACTH は、副腎皮質の束状帯細胞からの主にグルココルチコイドの分泌を調節するペプチドホルモンです。また、 ACTH は、網状帯細胞も ACTH 受容体を発現しているため、網状帯細胞からのゴナドコルチコイドの分泌も調節できます。
- β-エンドルフィンと[Met]エンケファリンは、脳内で広範囲に作用する内因性オピオイドペプチドです。
合成
POMC遺伝子は染色体 2p23.3 に位置します。POMC遺伝子は、下垂体の前葉と中葉の両方で発現します。この遺伝子は、プロホルモン転換酵素として知られるサブチリシン様酵素による切断を介して、広範囲にわたる組織特異的な翻訳後処理を受ける、285 アミノ酸のポリペプチド ホルモン前駆体をコードします。コードされたタンパク質は主に下垂体前葉の副腎皮質刺激ホルモン分泌細胞で合成され、そこで 4 つの切断部位が使用されます。副腎皮質刺激ホルモン(ACTH) は正常なステロイド生成と正常な副腎重量の維持に不可欠であり、β-リポトロピンが主要な最終産物です。ただし、ポリペプチド前駆体内には少なくとも 8 つの潜在的な切断部位があり、組織の種類と利用可能な転換酵素に応じて、処理によって多様な細胞機能に関与する 10 種類もの生物学的に活性なペプチドが生成される可能性があります。切断部位は、Arg-Lys、Lys-Arg、またはLys-Lysの配列で構成されています。POMCペプチドの処理を担う酵素には、プロホルモンコンバターゼ1（PC1）、プロホルモンコンバターゼ2（PC2）、カルボキシペプチダーゼE（CPE）、ペプチジルα-アミド化モノオキシゲナーゼ（PAM）、N-アセチルトランスフェラーゼ（N-AT）、およびプロリルカルボキシペプチダーゼ（PRCP）があります。[引用が必要]
POMC の処理には、グリコシル化、アセチル化、および基本的なタンパク質配列の領域を含むことが示されている部位での広範なタンパク質分解切断が含まれます。ただし、これらの切断部位を認識するプロテアーゼは組織特異的です。視床下部、胎盤、上皮などの一部の組織では、すべての切断部位が使用され、痛みやエネルギーの恒常性、メラノサイトの刺激、免疫調節に役割を果たすペプチドが生成されます。これらには、副腎皮質刺激ホルモンおよび β-リポトロピンペプチド内に含まれるいくつかの異なるメラノトロピン、リポトロピン、およびエンドルフィンが含まれます。 [出典が必要]
合成方法は以下の通り。
光周期による調節
プロオピオメラノコルチン ( pomc )のレベルは、一部の動物では光周期によって間接的に制御されます。これは 1 日の光の時間を指し、季節によって変化します。その制御は、光周期によって直接制御される甲状腺ホルモンの経路に依存します。一例として、光周期に依存する生理的な季節変化を経験するシベリアハムスターが挙げられます。この種の春、1 日の光時間が 13 時間を超えると、ヨードチロニン脱ヨージナーゼ 2 (DIO2) が、外環のヨウ素原子を除去することにより、プロホルモンのチロキシン (T4) から活性ホルモンのトリヨードチロニン (T3) への変換を促進します。これにより、T3 が甲状腺ホルモン受容体 (TR) に結合できるようになり、次に DNA 配列内の甲状腺ホルモン応答要素 (TRE) に結合します。 pomc近位プロモーター配列には、甲状腺受容体1b（Thrb）の半分の部位であるTCC-TGG-TGAとTCA-CCT-GGAが含まれており、T3がpomc転写を直接制御できる可能性があることを示しています。このため、春から初夏にかけて、T3レベルの上昇によりpomcレベルが上昇します。[8]
しかし、秋から冬にかけては、1日当たりの光時間が13時間未満となり、ヨードチロニンデシオディナーゼ3がヨウ素原子を除去し、チロキシンを不活性な逆トリヨードチロニン（rT3）に変換するか、活性トリヨードチロニンをジヨードチロニン（T2）に変換します。その結果、T3が減少し、pomcの転写が阻害され、これらの季節にそのレベルが低下します。[9]
ヒトの甲状腺ホルモン調節の変化を示す、関連する同様の生物学的内分泌変化に対する光周期の影響はまだ十分に文書化されていません。
デリバティブ
プロオピオメラノコルチン誘導体
POMC の大きな分子は、いくつかの重要な生理活性物質の源です。POMC は、酵素によって次のペプチドに切断されます。
- プロオピオメラノコルチンのN末端ペプチド(NPP、またはプロ γ-MSH)
- α-メラノトロピン（α-メラノサイト刺激ホルモン、またはα-MSH）
- β-メラノトロピン（β-MSH）
- γ-メラノトロピン（γ-MSH）
- 𝛿 -メラノサイト刺激ホルモン（𝛿 -MSH、サメに存在[10]）
- ε-メラノサイト刺激ホルモン（ε-MSH、一部の硬骨魚類に存在[11]）
- コルチコトロピン（副腎皮質刺激ホルモン、ACTH）
- 副腎皮質刺激ホルモン様中間ペプチド(CLIP)
- β-リポトロピン（β-LPH）
- ガンマリポトロピン（γ-LPH）
- β-エンドルフィン
- [Met]エンケファリン
β-エンドルフィンのN末端5アミノ酸は[Met]エンケファリンの配列と同一であるが[12]、β-エンドルフィンが[Met]エンケファリンに変換されるとは一般に考えられていない。[要出典]代わりに、[Met]エンケファリンは自身の前駆体であるプロエンケファリンAから生成される。
β-MSHの生成はヒトでは起こりますが、マウスやラットでは起こりません。これは、げっ歯類の POMC に酵素処理部位が存在しないためです。
臨床的意義
この遺伝子の変異は、早期発症の肥満、[13]、 副腎機能不全、赤毛の 色素沈着と関連している。[14]
ある研究では、多型は肥満患者のみの空腹時インスリンレベルの高さと関連していると結論づけられました。これらの知見は、メラノコルチン経路が肥満者のグルコース代謝を調節し、遺伝子と環境の相互作用の可能性を示唆するという仮説を支持しています。POMC変異は多遺伝子性肥満の自然史に関与している可能性があり、2型糖尿病と肥満の関連に寄与しています。[15]
敗血症患者はPOMCの循環血漿濃度が上昇している。[16]臨床的意義は現在調査中である。敗血症マウスにヒドロコルチゾンを注入して全身性グルココルチコイドの利用性をさらに高めると、POMCの最終産物であるACTHが抑制されたが、POMCの抑制は見られなかった。[17]
犬
ラブラドールレトリバーやフラットコーテッドレトリバーによく見られる欠失変異は、食欲の増加とそれに伴う肥満に関連している。[18]
薬物ターゲット
POMCは、人間の肥満治療に使用される薬剤の標的として使用されています。ブプロピオンとナルトレキソンの組み合わせは、視床下部のPOMCニューロンを介して食欲を減退させます。[19]
POMC欠損症の患者2名がメラノコルチン4受容体作動薬であるセトメラノチドで治療された。 [20]
インタラクション
プロオピオメラノコルチンはメラノコルチン4受容体と相互作用することが示されている。[21] [22]メラノコルチン4受容体の内因性アゴニストには、α-MSH、β-MSH、γ-MSH、およびACTHが含まれる。これらがすべてPOMCの分解産物であるという事実は、この相互作用の可能性のあるメカニズムを示唆しているはずである。[要出典]
参照
参考文献
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- ^ abc GRCm38: Ensembl リリース 89: ENSMUSG00000020660 – Ensembl、2017 年 5 月
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さらに読む
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外部リンク
- 米国国立医学図書館の医学主題標目表(MeSH)におけるプロオピオメラノコルチン
- PDBe-KBのUniProt : P01189 (プロオピオメラノコルチン)のPDBで入手可能なすべての構造情報の概要。
この記事には、国立生物工学情報センターのReference Sequence collectionからパブリック ドメインの資料が組み込まれています。